数字通信误码率的测试装置

摘要

本发明涉及数字通信误码率的测试装置，包括通信接口模块，用于与外部计算机或控制器的连接；误码处理模块，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果传送至外部计算机或控制器；时钟生成模块，用于根据通信接口模块的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块；光电、电光转换模块，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块，以及将误码处理模块产生的高速电信号变换为光信号输出；软件系统模块，用于对整个测试装置的控制。该装置具有电口和光口的误码测试功能、既能作为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系统中使用。

权利要求

1.数字通信误码率的测试装置，其特征在于：包括

通信接口模块(1)，用于与外部计算机或控制器(6)的连接；

误码处理模块(3)，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果保存在本地寄存器中；

时钟生成模块(4)，用于根据通信接口模块(1)的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块(3)；

光电、电光转换模块(2)，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块(3)，以及将误码处理模块(3)产生的高速电信号变换为光信号输出，进行光链路的误码率测试；

软件系统模块(5)，用于对整个测试装置的控制；

其中：所述光电、电光转换模块(2)设置有光口输入(A)及光口输出(B)，光电、电光转换模块(2)与误码处理模块(3)相连接，误码处理模块(3)设置有电口输入(C)和电口输出(D)，误码处理模块(3)与时钟生成模块(4)相连接；所述时钟生成模块(4)、误码处理模块(3)及光电、电光转换模块(2)均与通信接口模块(1)相连接，通信接口模块(1)与外部计算机或控制器(6)相连接，外部计算机或控制器(6)中嵌有软件系统模块(5)。

2.根据权利要求1所述的数字通信误码率的测试装置，其特征在于：所述通信接口模块(1)包括处理器(101)和通信接口(102)，光电、电光转换模块(2)包括光电转换模块(201)和电光转换模块(202)，误码处理模块(3)包括误码检测模块(301)、码型发生模块(302)、接收接口模块(303)、发送接口模块(304)；光口输入(A)接通光电转换模块(201)，光口输出(B)接通电光转换模块(202)，光电转换模块(201)和电光转换模块(202)均与处理器(101)连接，光电转换模块(201)连接接收接口模块(303)，电光转换模块(202)连接发送接口模块(304)，电口输入(C)接通接收接口模块(303)，电口输出(D)接通发送接口模块(304)，接收接口模块(303)连接误码检测模块(301)，发送接口模块(304)连接码型发生模块(302)，误码检测模块(301)和码型发生模块(302)均与处理器(101)连接，还均与时钟生成模块(4)连接；时钟生成模块(4)连接处理器(101)，处理器(101)通过通信接口(102)与外部计算机或控制器(6)相连。

3.根据权利要求2所述的数字通信误码率的测试装置，其特征在于：所述的通信接口(102)为USB接口、或者以太网接口、或者控制器接口。

说明书

数字通信误码率的测试装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种数字通信误码率的测试装置，属于通信技术领域。

背景技术

[0002] 随着高质量数字视频和音频传输的应用越来越广泛，特别是近年来交互式网络电视(IPTV)、视频通话等宽带IP业务的迅速发展，使得用户对光传送网络带宽的需求也越来越大。现代的传输网络系统是由许多不同种类的器件和传输链路构成，包括通过通信链路连接网络与其它网络元件的通信器件。为支持高速通信系统，需开发出高速的通信器件与子系统。而为保证质量，此类器件和子系统在出厂前都必须通过大量严格的考核测试。

[0003] 误码率是通信器件和子系统的一个重要参数，对于有源器件如发射器、接收器、传送接收模块等尤其重要。这些有源器件同时也是构成通信系统中的硬件组件和子系统中最为昂贵的部件。在误码率测试中，首先要产生位测试码型数据，然后将其发送至物理通信链路，经过链路传输后将接收到的码型与原始码型进行比较，如果二者不匹配则记录为一个误码。

[0004] 误码率是指被测器件或者链路在单位时间内所产生误码的总个数。误码率测试是利用位码型、帧同步及通信标准，以测试为目的来模仿通信系统(通信器件及物理通信链路)中实际的数据条件。其中在电信领域被广泛应用的一种位码型是伪随机位序列，简称PRBS。PRBS是通过算法产生位序列，其生成的位序列与真实的随机序列具有相同的统计特性。

[0005] 目前误码测试仪通常是一套独立的装置，能够产生并发送数据到待测的器件或者通信系统中，然后接收经过器件或者通信系统传输以后的数据，与发送的数据比较从而计算出误码率。它能够产生多种码型和进行多种类型的测试。然而，在大多数情形下，特别是对于生产应用而言，仅仅只需要其中的一个测试子集即可。误码测试仪的复杂处理过程使得其成为高速通信器件生产中最为昂贵的单台测试设备，而且当信号速率越高时，其价格也更为昂贵，购买此类测试设备的投资费用已成为器件和子系统生产的负担，对大规模部署高速通信系统造成很大障碍。

[0006] 因此，设计一种低成本的误码率的测试改进装置对于高速通信网络的发展具有重要意义。

发明内容

[0007] 本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种低成本的数字通信误码率的测试装置。

[0008] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：

[0009] 数字通信误码率的测试装置，特点是：包括通信接口模块，用于与外部计算机或控制器的连接；误码处理模块，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果保存在本地寄存器中；时钟生成模块，用于根据通信接口模块的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块；光电、电光转换模块，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块，以及将误码处理模块产生的高速电信号变换为光信号输出；软件系统模块，用于对整个测试装置的控制；所述光电、电光转换模块设置有光口输入及光口输出，光电、电光转换模块与误码处理模块相连接，误码处理模块设置有电口输入和电口输出，误码处理模块与时钟生成模块相连接；所述时钟生成模块、误码处理模块及光电、电光转换模块均与通信接口模块相连接，通信接口模块与外部计算机或控制器相连接，外部计算机或控制器中嵌有软件系统模块。

[0010] 进一步地，上述的数字通信误码率的测试装置，所述通信接口模块包括处理器和通信接口，光电、电光转换模块包括光电转换模块和电光转换模块，误码处理模块包括误码检测模块、码型发生模块、接收接口模块、发送接口模块；光口输入接通光电转换模块，光口输出接通电光转换模块，光电转换模块和电光转换模块均与处理器连接，光电转换模块连接接收接口模块，电光转换模块连接发送接口模块，电口输入接通接收接口模块，电口输出接通发送接口模块，接收接口模块连接误码检测模块，发送接口模块连接码型发生模块，误码检测模块和码型发生模块均与处理器连接，还均与时钟生成模块连接；时钟生成模块连接处理器，处理器通过通信接口与外部计算机或控制器相连。

[0011] 进一步地，上述的数字通信误码率的测试装置，所述的通信接口为USB接口或者以太网接口或者其它控制器接口，处理器通过通信接口与外部计算机或控制器建立起通信链路，完成将外部计算机或控制器的控制命令与内部电路芯片所能识别的指令格式之间的转换。

[0012] 更进一步地，上述的数字通信误码率的测试装置，所述的软件系统模块可以查询光口和电口的状态信息，能够分别显示光口和电口的误码率；还可以查询报警信息，显示光口输出激光功率。

[0013] 本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

[0014] 本发明设计独特、结构新颖，具有电口和光口的误码测试功能、既能作为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系统中使用，可对10G的收发模块或者10G的设备与子系统进行误码率测试。结构简洁，体积小巧，制造成本低，堪称是具有新颖性、创造性、实用性的好技术，简易适用，应用前景十分看好。

附图说明

[0015] 下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

[0016] 图1：本发明装置的功能框图；

[0017] 图2：对10G XFP/SFP+光模块进行误码率测试的功能框图；

[0018] 图3：对10G ROSA进行灵敏度测试的功能框图。

[0019] 图中各附图标记的含义见下表：

[0020]附图 附图 附图
标记 含义 含义 含义
标记 标记
1 通信接口模块 101 处理器 102 通信接口
光电、电光转换
2 201 光电转换模块 202 电光转换模块
模块
3 误码处理模块 301 误码检测模块 302 码型发生模块
303 接收接口模块 304 发送接口模块 4 时钟生成模块
外部计算机或控
5 软件系统模块 6 7 光收发器
制器
数字通信信号分
8 衰减器 9 10 接收光学组件
析仪
A 光口输入 B 光口输出 C 电口输入
D 电口输出 E 外部时钟

具体实施方式

[0021] 如图1所示的数字通信误码率的测试装置，包括通信接口模块1，用于与外部计算机或控制器6的连接；误码处理模块3，用于对待测器件或系统进行误码分析，并将结果保存在本地寄存器中；时钟生成模块4，用于根据通信接口模块1的指令选择运行时钟，并将运行时钟提供给误码处理模块3；光电、电光转换模块2，用于将外部输入的光信号变换为电信号传送给误码处理模块3，以及将误码处理模块3产生的高速电信号变换为光信号输出；软件系统模块5，用于对整个测试装置的控制。

[0022] 其中，光电、电光转换模块2设置有光口输入A及光口输出B，光电、电光转换模块2与误码处理模块3相连接，误码处理模块3设置有电口输入C和电口输出D，误码处理模块3与时钟生成模块4相连接；所述时钟生成模块4、误码处理模块3及光电、电光转换模块2均与通信接口模块1相连接，通信接口模块1与外部计算机或控制器6相连接，外部计算机或控制器6中嵌有软件系统模块5。

[0023] 具体设计时，如图2所示，通信接口模块1包括处理器101和通信接口102，光电、电光转换模块2包括光电转换模块201和电光转换模块202，误码处理模块3包括误码检测模块301、码型发生模块302、接收接口模块303、发送接口模块304；光口输入A接通光电转换模块201，光口输出B接通电光转换模块202，光电转换模块201和电光转换模块202均与处理器101连接，光电转换模块201连接接收接口模块303，电光转换模块202连接发送接口模块304，电口输入C接通接收接口模块303，电口输出D接通发送接口模块304，接收接口模块303连接误码检测模块301，发送接口模块304连接码型发生模块302，误码检测模块301和码型发生模块302均与处理器101连接，还均与时钟生成模块4连接；时钟生成模块4连接处理器101，处理器101通过通信接口102与外部计算机或控制器6相连。

[0024] 由处理器101建立与外部计算机6的通信通道，它可以与外部计算机的USB端口或者以太网端口、或者其它控制器建立起通信链路。来自外部计算机或者控制器的控制命令被转换为内部电路芯片所能识别的通信指令格式并传输给电路芯片，反之亦然。它能够控制电路芯片并通过读取内部寄存器的内容来查询IC状态，读取误码率分析结果。

[0025] 光电、电光转换模块2用于将光信号转换成电信号以及将电信号转换成光信号，电光转换模块202接收来自误码处理模块的测试数据码型的电信号，产生数字光信号输出，通过光口输出B输出。光电转换模块201接收来自光口输入A的光信号并转换为电信号传送到接收接口模块303。还具有输出光功率监测、信号丢失告警等功能，这些功能可以帮助用户确定信号质量及做失效分析判断。

[0026] 码型发生模块302，用于产生测试所需的码型序列，根据通信接口的指令可产生伪随机码序列或者用户自定义序列；发送接口模块304，用于将码型发生模块302产生的位序列转换为高速电信号，通过高速电口输出D或电光转换模块光口输出B发送出去；接收接口模块303，用于选择高速电口输入C或光电转换模块光口输入A输入的信号，从高速电信号中恢复出时钟和数据，并将其反馈至误码检测模块301；误码检测模块301，用于将接收到的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而进行误码的统计和分析，并将分析结果保存在寄存器中。

[0027] 时钟生成模块4，根据通信接口模块发送的指令选择内部时钟或者外部时钟作为误码处理模块的运行时钟。

[0028] 软件系统模块5实现对整个装置的完全控制，包括：配置模块，用于在装置上电以后对各个电路芯片进行初始化，包换对误码处理模块中的电路芯片设定寄存器工作状态，关掉光电转换模块中的激光器等等；人机交互界面模块，用于初始化完成后，接收处理用户的各种操作控制指令，显示误码率、状态信息及报警信息等；底层驱动模块，用于提供底层驱动接口，最终用户可将本装置集成在某些特殊应用中，有助于建立生产环境中的自动测试系统。具有超过20种不同的控制功能可由用户进行操作控制，配置信息能够被保存和重新载入，可以查询电、光信号的状态信息，用户界面模块能够显示告警信息、光口输出的激光功率等。

[0029] 应用本发明装置对10G光收发器(XFP/SFP+光模块)进行误码率测试时，如图2，装置上电后首先由软件系统模块5中的配置模块对各个电路芯片进行初始化，包换对误码处理模块3中的电路芯片设定寄存器工作状态，关掉光电转换模块201中的激光器等。用户根据待测器件的测试要求通过软件系统模块5的人机界面设置各种控制命令，如运行时钟的选定、输入端口的选择、输出端口的选择、码型选择等等。通信接口模块中的处理器101通过USB端口与外部计算机或控制器6建立起物理通信连接，将接收到的控制命令转换为内部电路芯片所能识别的通信指令格式并传输给电路芯片；同时，完成对电路芯片的控制并通过读取内部寄存器的内容来查询IC的状态。误码测试的具体步骤是：首先由通信接口模块中的处理器101接收外部计算机6发来的时钟设定指令，对时钟生成模块4进行设置，产生误码测试所需要的运行时钟；码型发生模块302产生所需的测试码型序列，发送接口模块304将测试序列转换为高速电信号，通过高速电口输出D发送出去，连接到待测光收发器7的TX端。待测光收发器7经过衰减器8进行光环回后，其RX端连接到电口输入C。接收接口模块303通过选择电口作为输入，从接收到的高速电信号中恢复出时钟和数据，并将其反馈至误码检测模块301，误码检测模块301通过将接收到的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而实现误码的统计和分析，并将分析结果保存在寄存器中。通信接口模块中的处理器101会定时查询寄存器的内容，并进行指令格式的转换，然后通过USB接口上报给外部计算机6，由软件系统模块5在用户界面上实时显示出误码测试的结果。同时，在数字通信信号分析仪9上可显示待测光收发器7的光眼图，完成对光信号的测试分析。用户也可以连接一个高精度的时钟源到外部时钟E来设定误码测试时的运行时钟。

[0030] 图3示意了采用本发明装置对10G接收光学组件(ROSA)进行灵敏度测试的过程，光口输出B输出的信号经衰减器8后发送到接收光学组件(ROSA)10，ROSA输出的电信号与电口输入C相连进行灵敏度的测试。测试步骤与图2类似：首先由通信接口模块1对时钟生成模块4进行设置，产生误码测试所需要的运行时钟。码型发生模块302产生所需的测试码型序列，发送接口模块304将测试序列转换为高速电信号，传送给电光转换模块202，变换为光信号后通过光口输出B输出。光信号经过衰减后被发送到ROSA 10，由ROSA 10输出的电信号与电口输入C相连，接收接口模块303通过选择电口作为输入，从接收到的高速电信号中恢复出时钟和数据，并将其反馈至误码检测模块301。误码检测模块301通过将接收到的数据信号码型与最初的测试码型进行比对，从而实现误码的统计和分析，并将分析结果保存在寄存器中。通信接口模块中的处理器101会定时去查询该寄存器的内容，并进行指令格式的转换，然后通过USB接口上报给外部计算机6，由软件系统模块5在用户界面上实时显示出误码率。通过调整衰减器8的衰减量，减小进入ROSA的光功率，在保证误码-12率不超过10 的情况下，测得的最小光功率即为ROSA的灵敏度。

[0031] 综上所述，本发明装置具有电口和光口的误码测试功能、既能作为独立的测试设备使用，也能通过远程控制或者集成到自动测试系统中使用。结构简洁，体积小巧，外形美观，使用方便，功能卓越，经济效益和社会效应显著，简易适用，市场前景广阔。

[0032] 需要理解到的是：上述说明并非是对本发明的限制，在本发明构思范围内，所进行的添加、变换、替换等，也应属于本发明的保护范围。